喬偉 賈抗震 李子宇 姜海鵬 岳毅

（長城汽車股份有限公司技術中心；河北省汽車工程技術研究中心）

2014—2015年，國家工業(yè)和信息化部、環(huán)境保護部及國家認監(jiān)委相繼發(fā)布公告，對有害物質使用和可回收利用率進行產(chǎn)品準入管理，意味著汽車企業(yè)必須對公告車型進行回收利用率計算和申報，如果不合規(guī)，汽車企業(yè)將面臨無法上市銷售的局面，嚴重影響新車上市。因此，為保證產(chǎn)品如期獲得認證，建立正確合理的方法以及應用合適工具在短時間進行整車的可再利用率和可回收利用率計算至關重要。文章主要針對回收利用率計算，建立了一套標準化流程與合規(guī)模型，為認證及數(shù)據(jù)管理奠定基礎。

1 回收利用率計算方法

近年來，全球汽車生產(chǎn)企業(yè)為了滿足汽車產(chǎn)品回收利用率準入要求，通常采用3種方式進行整車材料的回收利用率計算[1]。

1.1 人為手工Excel計算

通常以車型BOM（即產(chǎn)品明細或物料清單）表為基礎，通過查詢零部件的圖紙、數(shù)模，統(tǒng)計主要材料和質量，并形成匯總表。然后根據(jù)標準VDA 232-106或車用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南，人為對零件和材料進行判定，依據(jù)標準GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計算方法》[2]進行分類、統(tǒng)計各回收階段材料的質量，從而計算出整車的可再利用率和可回收利用率。

這種方式雖然可完成回收利用率計算，但需要查詢所有零部件的圖紙，統(tǒng)計量大，效率低，并且零部件的材料、質量來源于設計狀態(tài)，與實際質量有相當大的誤差，且部件實際結構及用材不明確，可能導致最終的回收利用率值誤差很大，因此，此方法不可取。

1.2 實車拆解計算

通過對整車進行拆解，對每個零件進行分類、統(tǒng)計并稱重，同時采用相關的檢測儀器分析零件的主要材料成分，統(tǒng)計整車零部件材料質量清單，基于清單的材料進行零件和材料的可回收性判定，最后計算回收利用率。

這種方法雖然也可以計算出整車的可再利用率和可回收利用率。但是要求對實車進行拆解、需投資檢測設備或委外檢測，成本高，需要投入大量人力財力，短期內(nèi)難以完成，且拆解后，零件BOM與材料匹配會非常繁瑣。因此，此方法也不可取。

1.3 信息化系統(tǒng)計算

汽車生產(chǎn)企業(yè)采用材料合規(guī)系統(tǒng)，將標準化的計算公式和模板內(nèi)嵌到系統(tǒng)中，并導入整車BOM數(shù)據(jù)后進行計算；供應商通過中國汽車材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)（CAMDS）或者國際材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)（IMDS）向汽車生產(chǎn)企業(yè)在線申報提交零件的材料數(shù)據(jù)表（MDS），MDS包含零件的結構、質量、材料成分及比例、禁限用物質、豁免情況以及其成分可追溯到物質級別的信息；然后汽車生產(chǎn)企業(yè)材料工程師將MDS導入本企業(yè)內(nèi)的材料數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)，系統(tǒng)依據(jù)零件或材料可回收性判定準則進行回收屬性判定，最后系統(tǒng)計算整車可再利用率和可回收利用率并輸出相關材料合規(guī)報告。

由此可見，這種方式計算簡單、數(shù)據(jù)來源準確，且計算和數(shù)據(jù)管理流程標準化。雖然一次性投入大，但長期運行成本相對較低。

因此，從準確性、周期及標準化等角度綜合考慮，信息化計算將成為今后國內(nèi)整車可再利用率和可回收利用率計算的主流。

2 系統(tǒng)計算邏輯

2.1 計算車型的確定

一般而言，汽車生產(chǎn)企業(yè)進行新車型的國內(nèi)或海外認證之前，需要在申報的車型系列中選擇一款回收利用率值最差的車型作為最差車型。以該車型為審核對象進行下一步的認證審核和回收利用率計算。

按照標準GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計算方法》中代表車型的選擇要求[2]，選擇代表車型應具備但不局限于以下特征：質量最小的發(fā)動機、質量最小的手動變速器、無備輪及真皮配置等。

通過最差車型與研發(fā)配置清單匹配，確定對應車型BOM表，以該車型的BOM明細為基準，作為零部件MDS數(shù)據(jù)收集對象，進行回收利用率計算。

2.2 計算標準與過程

車輛生產(chǎn)企業(yè)一般在新車獲得公告前，采用國標GB/T 19515—2015《道路車輛可再利用率和可回收利用率計算方法》規(guī)定方法，進行可再利用率和可回收利用率的計算[2]。

式中：Rcyc——新車中零部件或材料能被再利用或再使用的部分占車輛質量的百分比；

Rcov——新車中零部件或材料能被回收利用或再使用的部分占車輛質量的百分比；

mP——預處理階段，材料（所有液體、電池、機油濾清器、液化石油氣、壓縮天然氣、輪胎及催化轉化器）的總質量，kg；

mD——拆解階段，認為具有可拆解性和可回收利用性的零部件總質量，kg；

mM——金屬分離階段，金屬材料的質量，kg；

mTr——非金屬殘余物處理階段，根據(jù)已獲驗證的再利用技術被認為是可再利用的非金屬殘余物（聚合物、橡膠和其他經(jīng)過改良的有機天然材料等）的總質量，kg；

mTe——非金屬殘余物處理階段，確定了mP，mD，mM，mTr后，被認為可進行能量回收的材料質量，kg。

其中，mD的可拆解性因素包括可接近性、緊固技術、已獲驗證的拆解技術、零部件材料成分及已獲驗證的再利用技術。針對材料的回收利用技術，國內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)主要參考中國汽車技術研究中心發(fā)布的《車用材料可再利用性和可回收利用性通用判定指南》。

3 系統(tǒng)框架模型的建立

為實現(xiàn)道路車輛的可再利用率及可回收利用率的計算，滿足國內(nèi)市場法規(guī)準入要求，不僅需由全供應鏈供應商在第三方數(shù)據(jù)平臺（如CAMDS系統(tǒng)或IMDS系統(tǒng)）上如實填報零部件材料數(shù)據(jù)，而且也需要由企業(yè)搭建與內(nèi)部材料計算系統(tǒng)的接口。

3.1 系統(tǒng)總體框架

信息化系統(tǒng)的總體框架，如圖1所示，企業(yè)的材料合規(guī)系統(tǒng)可由企業(yè)自行開發(fā)或購買第三方成熟的產(chǎn)品，并集成本企業(yè)的BOM系統(tǒng)。開發(fā)材料數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)與外部CAMDS或IMDS系統(tǒng)信息交互接口程序，然后通過接口接收、處理來自供應商的材料數(shù)據(jù)，匹配本地產(chǎn)品BOM，最后進行可再利用率及可回收利用率的計算和各項回收表單出具。

3.2 CAMDS系統(tǒng)

CAMDS系統(tǒng)幫助汽車行業(yè)對供應鏈中各個環(huán)節(jié)和各級產(chǎn)品進行信息化管理。

原材料及各層級零部件供應商可借助該系統(tǒng)進行平臺化申報，同時該系統(tǒng)幫助汽車主機廠收集全產(chǎn)業(yè)鏈的材料數(shù)據(jù)信息及監(jiān)控有害物質的使用情況，從而降低供應商的申報工作量、提高數(shù)據(jù)申報質量和準確性。

國內(nèi)汽車供應鏈相關方使用該系統(tǒng)進行材料數(shù)據(jù)收集是未來的趨勢，也是國內(nèi)法規(guī)的潛在要求。

3.3 接口程序功能

企業(yè)通過接口程序可以在本地實現(xiàn)在線下載各一級供應商創(chuàng)建和提交的MDS表單，查看、批準和拒絕MDS表單，并實行內(nèi)外部系統(tǒng)信息交互。

另外，接口程序還提供下載校驗、MDS報表統(tǒng)計分析、跟蹤及提交MDS提醒等功能。

3.4 材料合規(guī)系統(tǒng)功能

一般而言，一輛汽車含有的零部件多達數(shù)萬件，零部件材料涉及鋼鐵、塑料、橡膠、玻璃、紡織品、有色金屬、電子產(chǎn)品和各種化工產(chǎn)品等，且汽車產(chǎn)品配置也比較多，采用人工管理、監(jiān)控并計算回收利用率難度大。

為有效管理、監(jiān)控整車所有配置的零部件的用材信息、有害物質信息及法規(guī)符合情況，出具整車回收利用率結果，并在零部件設變過程中進行信息的有效傳遞和更新，運用信息化系統(tǒng)開展工作顯得尤為重要，該信息化系統(tǒng)需要具備以下功能。

1）企業(yè)內(nèi)部BOM系統(tǒng)集成，便于車型BOM的輸入。同時，可將材料數(shù)據(jù)計算系統(tǒng)輸出的回收利用率結果、禁限用物質符合性等信息通過內(nèi)部接口反饋到BOM管理系統(tǒng)中，方便設計人員查看。

2）和CAMDS系統(tǒng)或IMDS系統(tǒng)建立接口程序，自動批量或對特定對象下載供應商申報的零部件材料數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在線多層級審批，并將結果同步到CAMDS系統(tǒng)，數(shù)據(jù)被批準后自動掛接到本地系統(tǒng)BOM零部件上，以備后期計算及審核使用。

3）回收利用率計算模塊，導入GB/T 19515—2015計算邏輯，計算整車回收利用率，出具標準中各項表單，如 mP，mD，mM，mTr，mTe等。

4）有害物質法規(guī)分析模塊，包括ELV（報廢汽車回收指令）、RoHS（危害性物質限制指令）、GADSL（全球汽車申報物質清單）、GB/T 30512—2014及澳大利亞、北美等禁限用物質和回收利用法規(guī)要求，通過設置有害物質管控種類、限值及豁免等預警條件，實時監(jiān)控零部件及材料的法規(guī)符合性狀態(tài)。

5）報表輸出模塊，根據(jù)歐盟和國內(nèi)公告及CCC要求，輸出整車有害物質分布清單、豁免零部件清單及高風險部件清單等。

6）文檔管理模塊，根據(jù)供應商生產(chǎn)件批準程序（PPAP）階段提交的有害物質符合性證明文件，如檢測報告、承諾書等文檔，通過上傳到本地系統(tǒng)，并進行在線審批，實現(xiàn)與BOM零部件進行關聯(lián)，方便后期認證審核與查詢。

7）基礎數(shù)據(jù)管理模塊，主要用于系統(tǒng)后臺基礎數(shù)據(jù)的不定期維護（增加、刪除及修改），系統(tǒng)基礎數(shù)據(jù)包括供應商信息表、基本材料庫及基本物質庫，如GADSL及法規(guī)豁免清單等。

8）BOM數(shù)據(jù)管理模塊，主要用于維護BOM樹結構及維護BOM各層次零部件的基本信息，可與BOM系統(tǒng)對接，實時更新材料數(shù)據(jù)系統(tǒng)BOM信息，也可以手工錄入整車BOM。

9）系統(tǒng)管理模塊，管理系統(tǒng)日志、用戶及用戶角色與權限、內(nèi)部信息交流反饋等。

10）其他功能，利用材料合規(guī)系統(tǒng)可集成開發(fā)整車VOC管理、整車材料（含金屬、非金屬及化工涂料等）維護等功能模塊，實現(xiàn)材料知識重復利用。

4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集與處理流程

企業(yè)的材料合規(guī)系統(tǒng)經(jīng)過4個步驟完成對可再利用率和可回收利用率的計算。

1）上傳整車BOM明細至系統(tǒng)完成新車型導入，系統(tǒng)自動生成供應商需填報的零部件MDS表單后發(fā)送給供應商；

2）供應商通過CAMDS系統(tǒng)填報零部件MDS并發(fā)送給主機廠，主機廠人員檢查、統(tǒng)計供應商填報的零部件MDS、自制零部件材料信息及所有輔料（如油液等）信息，經(jīng)審核無誤導入系統(tǒng)；

3）系統(tǒng)檢查BOM樹結構所需零部件材料及質量等信息是否完整與準確；

4）按照GB/T 19515—2015標準規(guī)定的原則和方法，將零部件或材料分為預處理階段、拆解階段、金屬分離階段及非金屬殘余物處理階段后進行可再利用率和可回收利用率的計算。

5 結論

文章所開發(fā)應用的系統(tǒng)在企業(yè)的測試與應用中，能夠滿足整車的可回收利用率計算、有害物質預警及認證參數(shù)申報等，為企業(yè)的回收利用率合規(guī)提供了依據(jù)，并形成了知識沉淀。同時得出，在計算某款車型可再利用率和可回收利用率前，需要注意：1）產(chǎn)品BOM作為可再利用率和可回收利用率計算和供應商數(shù)據(jù)收集的源頭和結構，需要保證BOM的準確性；2）健全材料數(shù)據(jù)審核規(guī)則和流程，確保計算來源的準確性；3）材料的可拆解性和回收性影響整車的回收利用率，因此需要充分考慮各材料的可回收技術。